Wirtualne elektrownie – cyfrowa przyszłość energetyki

Tak jak wielu z nas nie wyobraża sobie życia bez internetowej komunikacji ze światem, wiele współczesnych technologii nie mogłoby istnieć, gdyby nie łącza transferowe. Dzięki rozwojowi w dziedzinie zdalnego przekazywania informacji zyskują one coraz większe znaczenie. Do takich technologii należą wirtualne elektrownie, o których powstawaniu coraz częściej możemy ostatnio przeczytać w serwisach informacyjnych. Czym są wirtualne elektrownie i co odróżnia je od konwencjonalnych źródeł energii elektrycznej?

Czym są wirtualne elektrownie?

Zgodnie z definicją Next Kraftwerke, niemieckiej firmy przodującej w rozwoju wirtualnych elektrowni, są to połączenia zdecentralizowanych jednostek wytwarzających energię, takich jak farmy wiatrowe czy fotowoltaiczne, urządzeń magazynujących oraz elastycznych odbiorców energii. Wszystkie te jednostki są zarządzane przez centralny system sterowania, który reguluje aktualną produkcję i zużycie energii.

Połączenie zalet decentralizacji i spójności działania jednostki

Rozproszone systemy generacji energii znajdują się blisko odbiorców. To umożliwia zmniejszenie strat wynikających z przesyłu energii oraz efektywne wykorzystanie ciepła powstającego przy produkcji elektryczności. Systemy generacji rozproszonej charakteryzują się także wyższą niezawodnością dostaw i jakością energii niż duże elektrownie. Są też bardziej przyjazne środowisku, a obecny kierunek rozwoju technologicznego wskazuje, że generacja rozproszona będzie stawać się coraz bardziej opłacalna.

Pojedyncze niewielkie źródło energii nie jest jednak w stanie zawsze dostosowywać swojej produkcji do aktualnego zapotrzebowania. W przypadku wykorzystania odnawialnych źródeł energii straty są nieuniknione, zdarzają się również okresy, gdy ze względu na warunki pogodowe energia nie może zostać wyprodukowana w wystarczającej ilości. Rozwiązaniem tego problemu jest połączenie wielu jednostek generujących, magazynujących i zużywających energię w sieć umożliwiającą koordynację ich pracy. Taka sieć nazywana jest wirtualną elektrownią lub w skrócie VPP (Virtual Power Plant).

Technologia wymiany informacji

Komunikacja między systemem sterowania a poszczególnymi urządzeniami odbywa się poprzez łącza tunelowe. Połączenia te wykorzystują infrastrukturę publiczną, ale używają innych protokołów niż transfer pozostałych danych. System sterowania ma dostęp do informacji przekazywanych przez poszczególne jednostki. Na tej podstawie można nie tylko wydawać urządzeniom polecenia, ale także sporządzać prognozy działania systemu w przyszłości i dostosowywać do nich politykę handlową.

Wirtualne elektrownie mogą pomóc w stabilizacji parametrów prądu dostarczanego przez większą sieć. To z kolei może przesunąć w czasie lub całkowicie wyeliminować potrzebę rozbudowy danej sieci.

Cele wirtualnych elektrowni

Celem istnienia wirtualnych elektrowni jest wspólny marketing energii elektrycznej i dostosowywanie działania grupy jednostek do aktualnych warunków, zapotrzebowania i cen energii. Moc poszczególnych urządzeń wytwórczych może być łatwo i szybko regulowana. Podobnie jest w przypadku niektórych odbiorców energii. Odbiorcy elastyczni dostosowują swoje zużycie energii do jej aktualnych cen. Mogą także zawiesić swój pobór energii w przypadku awarii, odciążając sieć. Z kolei wytworzona energia, która nie może być w danym momencie zużyta, zostaje zmagazynowana do późniejszego wykorzystania. Wirtualne elektrownie mogą pomóc w stabilizacji parametrów prądu dostarczanego przez większą sieć. To z kolei może przesunąć w czasie lub całkowicie wyeliminować potrzebę rozbudowy danej sieci, przynosząc oszczędność operatorowi, a w rezultacie również odbiorcom.

Wirtualne elektrownie a mikrosieci

Mikrosieci, wykorzystujące połączenia między źródłami energii, jej magazynami i odbiorcami oraz posiadające systemy sterowania, stanowią technologię podobną do wirtualnych elektrowni. Jednak występuje między nimi szereg różnic:

  • Mikrosieci mogą być przyłączone do sieci zewnętrznej, ale projektuje się je w taki sposób, żeby w razie braku zasilania mogły niezależnie dostarczać energię swoim odbiorcom. VPP są zawsze zintegrowane z siecią.
  • Podczas gdy mikrosieci mają charakter lokalny, wirtualne elektrownie mogą obejmować jednostki przyłączone do odległych od siebie części sieci.
  • Systemy sterowania mikrosieci i wirtualnych elektrowni mają różne charakterystyki. Oprogramowanie VPP symuluje centralę kontrolną tradycyjnej elektrowni, podczas gdy mikrosieci opierają się na wykorzystaniu dodatkowych urządzeń takich jak falowniki i inwertery do zarządzania przepływem i jakością mocy.
  • Różnice występują także w rynkach, na jakie skierowana jest energia wytwarzana w mikrosieciach i elektrowniach wirtualnych. W przypadku VPP jest to rynek hurtowy, natomiast mikrosieci są bardziej zorientowane na użytkownika końcowego.

Największa elektrownia wirtualna powstaje w Australii. Projekt realizowany przez firmę Tesla zakłada montaż instalacji solarnych oraz baterii przy 3 000 domów znajdujących się w Adelaide, stolicy Australii Południowej.

Elektrownie wirtualne na świecie

W krajach wysoko rozwiniętych możemy obecnie obserwować trend odchodzenia od energetyki konwencjonalnej na rzecz systemów generacji rozproszonej. Wraz z nim wzrasta popularność wirtualnych elektrowni, które umożliwiają maksymalizację zysków z generacji energii.

Największa elektrownia wirtualna jest obecnie w fazie powstawania w Australii. Projekt realizowany przez firmę Tesla zakłada montaż instalacji solarnych oraz baterii przy 3 000 domów znajdujących się w Adelaide, stolicy Australii Południowej. Tesla zamontuje na każdym dachu instalację o mocy 5 kWh połączoną z baterią o pojemności 13,5 kWh. Koszty montażu nie będą obciążały mieszkańców. Jest to część projektu Tesla Virtual Power Plant, którego rezultatem ma być połączenie 250 MW instalacji solarnych znajdujących się na dachach 50 000 południowoaustralijskich domów.

Swell Energy to kolejna firma zaangażowana w rozwój wirtualnych elektrowni. Zajmuje się obecnie sześcioma projektami wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych, która będzie magazynowana przy użyciu baterii produkcji Tesli. Projekty te są realizowane w różnych częściach Stanach Zjednoczonych, m. in. w Nowym Jorku, na Hawajach i w Kalifornii.

Na zachodzie Europy działa już wiele wirtualnych elektrowni. Do firm zajmujących się ich tworzeniem należą między innymi niemieckie Statkraft i Next Kraftwerke oraz brytyjska Centrica. Natomiast w Polsce już niedługo może pojawić się elektrownia wirtualna o mocy co najmniej 100 MW – firma VPP Plant jest w trakcie tworzenia oprogramowania, które umożliwi jej funkcjonowanie.

Źródła:

https://www.next-kraftwerke.pl/leksykon/elektrownia-wirtualna

https://www.greentechmedia.com/articles/read/so-what-exactly-are-virtual-power-plants

https://copperalliance.pl/resources/jakosc-zasilania-poradnik-generacja-rozproszona-odnawialne-zrodla-energii-wprowadzenie/?download=start

https://microgridknowledge.com/microgrid-defined/#:~:text=A%20microgrid%20is%20a%20self,generators)%20that%20produce%20its%20power.

https://arena.gov.au/blog/social-housing-added-to-teslas-virtual-power-plant/

https://www.businesswire.com/news/home/20210316005230/en/Swell-Energy-Launches-Virtual-Power-Plant-in-Queens-NY

https://www.swellenergy.com/

https://energycentral.com/c/gr/virtual-power-plants-future-renewable-power

http://www.vpplant.pl/pl/wirtualna-elektrownia/

admin
Author: admin

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

Najnowsze

PARTNER STRATEGICZNY PORTALU

Kategorie

BĄDŹMY W KONTAKCIE